Кабели силовые 3 кВ сечение 185 мм с пластмассовой изоляцией

Кабели силовые на напряжение 3 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена и ПВХ сечением 185 мм²: конструкция, применение, стандарты

Силовые кабели на напряжение 3 кВ с сечением токопроводящей жилы 185 мм² и пластмассовой изоляцией представляют собой ключевой элемент в системах распределения электроэнергии среднего напряжения. Они предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Номинальное напряжение 3 кВ (3000 Вольт) относит их к классу среднего напряжения, что определяет специфику конструкции, требований к изоляции и областей применения. Сечение 185 мм² является одним из наиболее востребованных для питания мощных потребителей, таких как трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия, насосные и вентиляционные установки.

Конструктивные элементы кабеля 3 кВ 185 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность, безопасность и надежность.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для сечения 185 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (реже – круглой компактной) для уменьшения общего диаметра кабеля.

• Материал: Медь (обозначение в марках – нет или «М») или Алюминий (обозначение – «А»). Медные жилы обладают более высокой проводимостью, механической прочностью и стойкостью к окислению, но имеют большую стоимость. Алюминиевые – легче и дешевле, но требуют большего сечения для той же токовой нагрузки и склонны к ползучести в контактных соединениях.
• Класс гибкости: Для стационарной прокладки обычно используется класс 1 (однопроволочная) или класс 2 (многопроволочная).

2. Изоляция

Ключевой элемент, определяющий рабочее напряжение кабеля. «Пластмассовая изоляция» подразумевает два основных типа материалов:

• Сшитый полиэтилен (XLPE): Наиболее распространенный материал для кабелей 3 кВ. Обладает высокими диэлектрическими и механическими свойствами, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C). Процесс «сшивки» создает трехмерную молекулярную сетку, что резко повышает стойкость к тепловой деформации.
• Поливинилхлорид (ПВХ пластикат): Применяется реже для данного класса напряжения. Имеет более низкую термостойкость (обычно +70°C) и диэлектрические характеристики, но отличается высокой гибкостью, нераспространением горения и меньшей стоимостью.

Толщина изоляции строго нормирована стандартами (например, ГОСТ 31996-2012 или МЭК 60502-1) и для 3 кВ составляет, как правило, от 2,0 до 2,5 мм.

3. Экранирование

Кабели на 3 кВ в обязательном порядке имеют экранированные жилы. Это необходимо для создания равномерного электрического поля вокруг жилы и защиты от внешних электромагнитных помех.

• Экран по изоляции жилы: Выполняется в виде полупроводящего слоя (полупроводящая лента или экструдированный полупроводящий слой). Выравнивает микронеровности поверхности жилы и внутренние дефекты изоляции.
• Экран поверх изоляции: Также полупроводящий слой, поверх которого накладывается медная или алюминиевая экранирующая оплетка (луженая медная проволока или медная лента). Этот экран заземляется и служит для защиты от внешних воздействий, а также как путь для токов короткого замыкания.

4. Поясная изоляция и заполнители

В многожильных кабелях (чаще 3 или 4 жилы) поверх скрученных изолированных и экранированных жил может накладываться поясная изоляция из того же материала, что и изоляция жил, или из ПВХ. Пространство между жилами заполняется для придания кабелю круглой формы.

5. Оболочка

Наружный защитный слой, предохраняющий внутренние элементы от механических повреждений, влаги, химических веществ и солнечного излучения. Выполняется из ПВХ пластиката (П), полиэтилена (П) или безгалогенных композиций (нг(A)-HF). Толщина оболочки также нормирована в зависимости от диаметра кабеля под ней.

Основные марки кабелей и их расшифровка

Наиболее распространенные марки кабелей на 3 кВ сечением 185 мм² в РФ и странах СНГ:

• АПвВнг(А)-3х185: А – алюминиевая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, В – оболочка из ПВХ, нг(А) – нераспространяющий горение по категории А, 3х185 – три жилы сечением 185 мм² каждая.
• ПвВнг(А)-3х185: Аналогично, но с медной жилой (отсутствие буквы «А» в начале).
• АПвПнг(А)-3х185: Оболочка из полиэтилена (П), что повышает стойкость к влаге и агрессивным средам.
• АВВГ-3х185: А – алюминий, В – изоляция жилы из ПВХ, В – оболочка из ПВХ, Г – голый (отсутствие брони). Применяется для сетей до 3 кВ, но с более низкими температурными и нагрузочными характеристиками по сравнению с XLPE.

Технические характеристики и параметры

Таблица 1. Сравнительные данные для кабелей 3 кВ 185 мм² (на примере марок с изоляцией XLPE)

Параметр	Медный кабель (ПвВнг(А)-3х185)	Алюминиевый кабель (АПвВнг(А)-3х185)	Примечания
Номинальное напряжение, кВ	3		Между фазой и землей: 1,8 кВ
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл.доп.)	~355 А	~275 А	Для прокладки в земле (траншее), температура земли +15°C. Зависит от условий прокладки.
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км	0.0991	0.164	По ГОСТ 22483
Температура длительной работы, °C	+90		Для изоляции XLPE
Максимальная температура при КЗ, °C	+250		Продолжительность не более 5 сек.
Минимальный радиус изгиба	15 x Dнар.		Dнар. – наружный диаметр кабеля
Масса 1 км кабеля, кг	~11000	~7000	Ориентировочно, зависит от конкретной конструкции

Таблица 2. Выбор условий прокладки и поправочные коэффициенты к Iдл.доп.

Условия прокладки	Коэффициент	Пояснение
В земле (траншее), температура грунта +15°C	1,00	Базовое условие
В земле, температура грунта +25°C	0,93	Требует снижения нагрузки
В воздухе, температура воздуха +25°C	0,96	Для прокладки в лотках, тоннелях
Прокладка нескольких кабелей в одной траншее с расстоянием в свету 100 мм	0,88 – 0,90	Зависит от количества кабелей (2-6 шт.)

Области применения

Кабели данного типа применяются для:

• Питания главных распределительных щитов (ГРЩ) и вводно-распределительных устройств (ВРУ) промышленных объектов.
• Создания кабельных линий от подстанций 6(10)/0,4 кВ к цеховым трансформаторам.
• Питания мощных электродвигателей (насосы, вентиляторы, компрессоры) напряжением 3 кВ.
• Прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) и производственных помещениях.
• Устройства распределительных сетей в шахтах, рудниках (в специальном исполнении).

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабелей на 3 кВ требует соблюдения строгих правил:

• Прокладка: Допускается прокладка в земле (траншеях), в воздухе (по конструкциям), в кабельных сооружениях. При прокладке в земле необходима песчаная подушка, защита от механических повреждений (кирпич, сигнальная лента) и точное нанесение на планы.
• Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт – соединительных и концевых. Для кабелей с изоляцией XLPE используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Качество разделки и монтажа муфт критически важно для надежности линии.
• Заземление: Экран (оплетка) кабеля должен быть надежно заземлен с обеих сторон. Это необходимо для безопасности и нормальной работы релейной защиты.
• Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (как правило, 6 кВ в течение 10 мин.) и измерению сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается кабель с изоляцией XLPE от кабеля с ПВХ-изоляцией на 3 кВ?

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) имеет более высокую допустимую температуру длительной работы (+90°C против +70°C у ПВХ), большую пропускную способность по току, лучшие диэлектрические потери и стойкость к тепловым перегрузкам. ПВХ-изоляция более гибкая и, как правило, обеспечивает лучшее нераспространение горения, но для ответственных линий на 3 кВ сегодня практически повсеместно выбирают XLPE.

Как правильно выбрать между алюминиевым и медным кабелем 185 мм² на 3 кВ?

Выбор основан на технико-экономическом расчете. Медный кабель имеет меньшие потери энергии (выше КПД линии), большую надежность контактов, меньший диаметр при одинаковом сечении, но стоимость его существенно выше. Алюминиевый кабель дешевле и легче, но требует применения специальных мер для обеспечения надежности контактных соединений (например, использование биметаллических наконечников). При длинных линиях и высоких нагрузках часто экономия на потерях энергии делает медь более выгодной в долгосрочной перспективе.

Обязательно ли использовать экранированный кабель на напряжение 3 кВ?

Да, для кабелей на напряжение 3 кВ и выше экранирование является обязательным требованием правил устройства электроустановок (ПУЭ) и международных стандартов. Неэкранированные кабели на такое напряжение не производятся, так как экран обеспечивает симметрию электрического поля, защищает от внешних помех и обеспечивает безопасность персонала.

Каков срок службы такого кабеля и от чего он зависит?

Номинальный срок службы качественного кабеля с изоляцией XLPE, произведенного по ГОСТ или МЭК, составляет не менее 30 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации: соблюдения токовых нагрузок, отсутствия частых перегрузок и коротких замыканий, коррозионной агрессивности среды, качества монтажа (особенно муфт), механических повреждений и правильности проведения ремонтных работ.

Что означает обозначение «нг(А)» в марке кабеля?

Обозначение «нг» означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке. Буква «А» в скобках указывает категорию по нераспространению горения – самая высокая. Это означает, что при испытании пучка кабелей (имитация групповой прокладки) горение не распространяется за пределы зоны воздействия пламени горелки даже при горючей нагрузке (деревянные стеллажи). Кабели с индексом «нг(А)» обязательны для прокладки в зданиях и кабельных сооружениях.

Можно ли проложить кабель АПвВнг(А)-3х185 в земле без дополнительной защиты?

Да, кабель в ПВХ оболочке допускается к прокладке в земле (траншее). Однако, согласно ПУЭ, при риске механических повреждений (например, в местах раскопок) на глубине менее 1 метра или при пересечении с дорогами, кабель должен быть защищен от механических повреждений (укладка в трубы, прокладка в бетонных лотках). Для агрессивных грунтов рекомендуется кабель в полиэтиленовой оболочке (марка АПвПнг).